Приложение силы: 4 способа сохранения субстанций
Человек испокон веков стремился вмешаться в дела природы и как следует потоптаться в ее храме. Видимо, это была месть за период искреннего страха перед Зевсами, Перунами и прочими Одинами-громовержцами, способными двигать ветром корабли, испепелять молниями леса, а вулканами – города. Желание обладать схожими возможностями позволило людям не только приручить джинна стихии, но и загнать его в «бутылки» весьма компактных размеров – чтобы потом заставить чертяку, например, часами бесперебойно крутить для вас видео с YouTube на телефоне. О более ранних попытках поудобнее запаковать энергию рассказываем ниже.
Сила пара
Кипящая в котелке вода, подбрасывающая крышку, дала наблюдателю много поводов к размышлению. Например, что жизнь можно упростить себе еще больше, направив энергию пара из кулинарного русла – в военное, получив пароходы и броненосцы, или в гражданское – автомобилестроение и поезда. Если с последними особых альтернатив не было (на то они и паровозы), то с первыми самоходными установками на колесах выходило комично.
Пионером тут был француз Николя-Жозеф Кюньо, смастеривший «паровую телегу» в конце XVIII века. Как и все лучшее в этом мире, новинка предназначалась военным: изобретатель хотел создать мощную тяговую силу для артиллерийских орудий и перевозки снарядов. На практике агрегат оказался неимоверно тяжел, под три тонны весом. К тому же житель XVIII века видел вокруг себя кареты и повозки исключительно с передним приводом – запряженными лошадьми – и потому сделал то же самое и для телеги. При поворотах передних колес поворачивался и «ухват» с паровым котлом. Повозка о двух лошадиных силах ехала медленнее пешехода, но даже на таких скоростях ее однажды умудрились опрокинуть на ходу и взорвать котел.
В целом, несмотря на общую сложность конструкций, необходимость постоянно держать в котлах нужное давление, а дороги – в более или менее ровном виде, эпоха пара стала коротким, но важным этапом, уступившим место под солнцем углеводородам.
Сила углеводородов
Новая эпоха дала о себе знать в 1807 году, когда франко-швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз построил первый поршневой двигатель – предтечу всем знакомого двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Мотор работал на газообразном водороде. Но до более или менее полноценного применения двигателей было еще очень далеко – первый практически пригодный двухтактный газовый ДВС был сконструирован механиком Этьеном Ленуаром только через полвека, в 1860 году. В нем уже крутилась смесь воздуха и светильного газа.
Помимо возросшего КПД двигатели внутреннего сгорания за счет относительной компактности дали массу вариантов своего применения и потому стали главным источником энергии для большинства транспортных средств. Были у ДВС, впрочем, и минусы, основной из которых – эффективная работа в узком диапазоне оборотов. Именно поэтому в вашем авто столь удобное для подстаканников место занято странной рукояткой с цифрами и буквами.
Сила атома
Технологический рывок от горящего полена до ядерных частиц занял менее века. Например, финский военачальник Маннергейм пришел в армию гусаром, а на пенсии встретил испытания ядерного оружия.
Сосредоточенная в куске урана энергия поражала мощью, но еще больше – компактностью. Организмы она тоже поражала, но это дошло до людей не сразу. Не обладая пониманием последствий лучевой болезни, ученые и фантасты примеряли новинку к самым разным сферам жизни: космические путешественники у них, словно кочегары поездов, подбрасывали уран в топки кораблей, а домохозяйки наслаждались готовкой еды в ядерных духовках и уборкой квартиры с помощью «вечных» пылесосов – разумеется, тоже работавших на уране.
Тем не менее эйфория прошла, а необходимость длительного питания гаджетов и механизмов никуда не делась.
Сила химических реакций
После бытового фиаско чересчур активные элементы отправились в резервации – АЭС. Энергия там почти дармовая, но в карман ее так просто не спрячешь – нужен посредник. На эту роль отлично подошли батареи и аккумуляторы – суперкомпактные хранители энергии. Поначалу одноразовые, но потом и перезаряжаемые. Эта способность какой-то период требовала камланий – соблюдения режимов зарядки-разрядки с 0 до 100 % и обратно.
Самые требовательные аппараты сегодня – без сомнения, смартфоны. Отрастив себе экраны приличных размеров, они создали и основную проблему – именно на подпитку дисплеев уходит основная масса заряда аккумулятора.
На сегодня выход пока один – увеличивать их энергоемкость. Например, у Moto Х Force она доходит почти до 4000 миллиампер-час (мА·ч) – этого достаточно для двух дней работы в привычном стиле без каких-либо режимов экономии. Большая батарея требует больше времени на перезарядку, но в случае с Moto Х Force фирменное зарядное устройство Turbo Power за 15 минут нагонит достаточно тока для 13 часов последующей автономной работы – такую инновацию еще надо поискать.